CN113167924A - 具有耐风化的改性表面的玻璃基板 - Google Patents

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Abstract

一种光导板，所述光导板包括玻璃基板，所述玻璃基板包括边缘表面以及限定厚度的至少两个主表面，并且边缘表面经构造以接收来自光源的光，并且所述玻璃基板经构造以分布来自所述光源的所述光，其中所述玻璃基板包括含碱块体和碱耗尽的表面层，所述碱耗尽的表面层包括约0.5原子％的碱或更少。还提供了显示器产品和处理玻璃基板以用作光导板的方法。

Description

具有耐风化的改性表面的玻璃基板
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求2018年11月1日提交的美国临时申请第62/754044号的优先权的权益，该申请的内容为本申请的基础并且全文以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开内容涉及一种包括展现减少的风化的改性表面的玻璃基板。
背景技术
用于产生扩散光的常规部件已经包括扩散结构，包括已用于显示器行业中的许多应用中的聚合物光导和扩散膜。这些应用包括无框电视机系统、液晶显示器(liquidcrystal display；LCD)、电泳显示器(electrophoretic display；EPD)、有机发光二极管显示器(organic light emitting diode display；OLED)、等离子体显示面板(plasmadisplay panel；PDP)、微机电结构(micro-electromechanical structure；MEMS)显示器、电子阅读器(e-reader)装置和其他装置。
光导板(light guide plate；LGP)为诸如电视机的显示器产品中的经工程设计的部件。由于穿过电视机的光学路径长度、从经由LED的射入点的基于自然传输的光损失，将附加光提取特征(light extraction feature；LEF)印刷于LGD表面中的一者上(典型地，具有分散的SiO2或TiO2粒子的聚合物油墨)。这些附加特征有助于通过诱发光散射和破坏在LGP内的全内反射(total internal reflection；TIR)来贯穿侧光式LED TV模块中的LGP提取光，从而导致在该点处发射光。这些LEF典型地按策略性方式图案化，使得其具有跨LGP进行的非均匀分布(例如，基于每单位面积的特征的数目，和/或特征的大小)。因为全内反射的光强度靠近LED时最高(并且随着提取光，强度降低，从而进一步远离LED前进时，逐渐变得更暗)，所以LEF的非均匀分布实际用于补偿减少的光强度，并且最终有助于朝向观察者的从LGP提取的光的均匀亮度。注意到这是重要的，因为如果跨LGP表面均匀地图案化LEF，则这将导致对于应用来说非期望的非常不均匀的(指数衰变)亮度分布。如果均匀分布的外来光提取特征存在于表面上，则这是一个带来的问题，如同本文中详述的所谓的“风化”产物。
尽管塑料材料可提供诸如光透射的充分性质，但这些材料展现相对差的机械改性，诸如，刚度、热膨胀系数(coefficient of thermal expansion；CTE)和水分吸收。高透射率玻璃(诸如，可购从康宁公司(Corning Incorporated)的IrisTM系列的玻璃)已用作光导板(light guide plate；LGP)，其可替换聚合物LGP并且提供优越的机械性质。实际上，这些玻璃基板可提供比聚(甲基丙烯酸甲酯)(“PMMA”)和甲硅烷基改性的聚醚(“MS”)对应物改良的刚度、更低的热膨胀系数和减少的水分吸收。
当将玻璃基板用作LGP时，已发现，在高湿度条件(例如，60℃和90％RH)下的加速老化后，颗粒可形成于玻璃表面上，并且将表现为外来光提取特征(light extractionfeature；LEF)。被本领域技术人员称为“风化产物”的这些粒子形成跨面板随着时间流逝的非均质亮度分布。例如，当测量已老化的电视机面板上的亮度时，与未老化的电视机面板相比，含有风化产物的具体区域展现在电视机面板的具体区域中的增大的亮度(以流明或尼特为单位测量)。与未老化的电视机面板相比，在一些区域中的风化产物的效应使在同一电视机面板上的其他区域在风化后展现降低的亮度。
在已组装含有光导板的显示器产品后，不能可行地移除风化产物。因此，由于附加光泄漏，通过经由玻璃面板的散射和光耦合，风化产物可影响玻璃的光透射性质。尽管如果光导板的照度在产物的寿命上完全未因风化而改变(即，老化对未老化LGP的亮度的差将理想地为零)，则将为理想的，但实际上，LGP可容许在客户规格内的某一程度的照度改变(例如，在加速老化测试后的80％至90％亮度均匀性)。尽管如此，在由玻璃基板组成的LGP的某一条件下，超过这些容差是可能的，特别地，当将其维持在高温且高湿环境中时。通过使用较薄LGP，还增强风化产物(或事实上，任何表面污染)的效应。
因此，存在对于用作展现来自风化的减小的效应的光导板的玻璃基板的需求，特别地，当玻璃基板暴露于高湿环境时。
发明内容
本公开内容的一个方面提供一种光导板，该光导板包括玻璃基板，该玻璃基板包括边缘表面和限定厚度的至少两个主表面，并且边缘表面经构造以接收来自光源的光，并且该玻璃基板经构造以分布来自该光源的该光。该玻璃基板包括含碱块体；和碱耗尽的表面层，该碱耗尽的表面层包括约0.5原子％的碱或更少。
本公开内容的另一方面提供一种制造光导板的方法，该方法包括：提供包括限定厚度的至少两个主表面和经构造以接收来自光源的光的边缘表面的玻璃基板，并且该玻璃基板经构造以分布来自该光源的该光；使至少两个主表面中的至少一者与电极接触；使该玻璃基板经受热极化，其中与尚未经受热极化的玻璃基板相比，减少了从在该玻璃基板上的碱产物的形成引起的该光导板中的亮度的基于风化的非均匀性。
附加特征和优势将在以下详细描述中阐述，并且部分地将易于为本领域技术人员从该描述而显而易见，或通过实践如本文中描述的实施方式来认识，包括以下详细描述、权利要求书以及随附图式。
应理解，前述大体描述和以下详细描述都仅为示例性，并且意图提供理解权利要求书的本质和特性的综述或框架。包括随附图式以提供进一步理解，并且其并入本说明书中且构成本说明书的一部分。图式说明一个或多个实施方式，并且与描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。
附图说明
当结合以下图式阅读时，可进一步理解以下详细描述。
图1为示例性LCD显示设备的横截面图；
图2为示例性光导板的俯视图；
图3图示根据本公开内容的某些实施方式的光导板；
图4描绘在实施例中使用的阳极/玻璃基板/阴极组件；
图5描绘如在实施例中描述的在85℃和85％湿度下的潮湿老化后的玻璃基板的阳极侧表面的经极化和未极化区域的光学显微镜图像。
具体实施方式
在一个或多个实施方式中，包括玻璃基板的光导板具备碱耗尽的表面层。当用作光导板时，与根据本公开内容的尚未经处理的对照玻璃基板(例如，不包括碱耗尽的表面层的玻璃基板)相比，具有碱耗尽的表面层的玻璃基板展现减少的风化和从碱产物(例如，钠盐)的形成引起的光导板中的较少亮度不均匀性。与在相同条件下老化的未处理基板相比，此风化的减小的效应可通过观察当玻璃基板老化时(例如，在60℃下且在90％相对湿度下达960小时，或在85℃下且在85％相对湿度下达21天)的经处理玻璃基板上的颗粒形成的有效减少来判定。此风化的减小的效应可通过照度测量来判定。例如，照度增加或照度增加的量值的减小指示与在相同条件下老化的未处理基板相比的老化的基板的风化的减小的效应。在一些实施方式中，老化的基板在60℃下且在90％相对湿度下老化达960小时，或在85℃下且在85％相对湿度下老化达21天。可应用其他高温和/或高湿环境以模拟(或加速)在高温和/或高湿环境中的“老化”或“风化”。
尽管本公开内容不限于特定理论，而是一些玻璃基板在玻璃表面处含有许多单价物质，诸如，Na。在表面层内的碱离子(例如，Na+)可与空气中的物质(如二氧化碳)反应，以形成小的白色沉淀物(例如，碳酸钠)，通常大小小于一微米，并且其可在风化过程期间成核或生长。已发现，成核和生长在潮湿腔室(例如，在60℃且90％相对湿度下，达例如960小时)中加速，并且这些沉淀物(“风化产物”)已经检测为碳酸钠和/或氯化钠，并且导致照度的增加。尽管同样不受任一特定理论约束，而是根据本文中描述的实施方式处理的玻璃基板导致碱耗尽的表面层，其减少将另外因碱离子随时间的经水分介导的外扩散而发生的风化产物的形成。
如本文中根据一个或多个实施方式所使用，“碱耗尽的”指已根据一个或多个实施方式处理的表面层包括浓度小于在尚未处理的玻璃基板的含碱块体中存在的浓度的碱。在一些实施方式中，碱耗尽的表面层中的碱的浓度为约0.5原子％或更小(例如，0.001原子％-0.5原子％)。在这些实施方式中，其中碱浓度为约0.5原子％或更小(例如，0.001原子％-0.5原子％)、0.4原子％或更小(例如，0.001原子％-0.4原子％)、约0.3原子％或更小(例如，0.001原子％-0.3原子％)、约0.2原子％或更小(例如，0.001原子％-0.2原子％)、约0.1原子％或更小(例如，0.001原子％-0.1原子％)或约0.05原子％或更小(例如，0.001原子％-0.05原子％)，该表面层可被称作“无碱”。碱耗尽的表面层在玻璃基板中的存在和碱耗尽的表面层的厚度可通过二次离子质谱分析法(“Secondary Ion Mass Spectroscopy；SIMS”)来测量。
在一个或多个实施方式中，该碱耗尽的表面层也是碱土耗尽的表面层。如本文中使用，“碱土耗尽的”意指表面层包括浓度小于含碱块体层中存在的浓度的碱土。在一些实施方式中，碱耗尽的表面层中的碱土的浓度为约0.5原子％或更小(例如，0.001原子％-0.5％原子％)。在这些实施方式中，其中碱土浓度为约0.5原子％或更小(例如，0.001原子％-0.5原子％)、约0.4原子％或更小(例如，0.001原子％-0.4原子％)、约0.3原子％或更小(例如，0.001原子％-0.3原子％)、约0.2原子％或更小(例如，0.001原子％-0.2原子％)、约0.1原子％或更小(例如，0.001原子％-0.1原子％)或约0.05原子％或更小(例如，0.05原子％-0.05原子％)。在该碱土浓度小于约0.05原子％或更小的情况下，该表面层可被称作无碱土。碱土耗尽的表面层在玻璃基板中的存在和碱土耗尽的表面层的厚度可通过二次离子质谱分析法(“Secondary Ion Mass Spectroscopy；SIMS”)来测量。
在一个或多个实施方式中，碱耗尽的表面层可具有在从约10nm至约5000nm、从约10nm至约4000nm、从约10nm至约3000nm、从约10nm至约2000nm、从约10nm至约1000nm、从约10nm至约900nm、从约10nm至约800nm、从约10nm至约700nm、从约10nm至约600nm、从约10nm至约500nm、从约50nm至约1000nm、从约100nm至约1000nm、从约200nm至约5000nm、从约250nm至约5000nm、从约300nm至约51000nm、从约400nm至约5000nm、从约500nm至约5000nm或从约500nm至约5000nm的范围中的厚度。
在一个或多个实施方式中，该碱耗尽的表面层具有实质上均质组成。在一些实施方式中，该碱耗尽的表面层的组成沿着该表面层的厚度实质上相同。在其他实施方式中，该碱耗尽的表面层的组成沿着其全部体积实质上相同。如本文中使用，词组“均质组成”指未经相位分离或不包括具有与其他部分不同的组成的部分的组成。
在一个或多个实施方式中，该碱耗尽的表面层可实质上无微晶或为实质上非晶。例如，在一些实施方式中，该碱耗尽的表面层包括少于约1体积％的微晶。
在一个或多个实施方式中，该碱耗尽的表面层实质上无氢，诸如，呈H+、H3O+、H2O的形式的氢。在一些实施方式中，该碱耗尽的表面层包括约0.1原子％的氢或更少(例如，0.001原子％-0.1原子％)、约0.08原子％的氢或更少(例如，0.001原子％-0.08原子％)、约0.06原子％的氢或更少(例如，0.001原子％-0.06原子％)、约0.05原子％的氢或更少(例如，0.001原子％-0.05原子％)、约0.04原子％的氢或更少(例如，0.001原子％-0.04原子％)、约0.02原子％的氢或更少(例如，0.001原子％-0.02原子％)或约0.01原子％的氢或更少(例如，0.001原子％-0.05原子％)。玻璃基板中的氢的存在可通过二次离子质谱分析法(“Secondary Ion Mass Spectroscopy；SIMS”)来测量。
在一个或多个具体实施方式中，该碱耗尽的表面层包括二元Al2O3-SiO2组成，但可包括其他非碱组分。
该玻璃基板包括本领域中已知用于在显示设备中使用的任何材料。在示例性实施方式中，该玻璃基板包括铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、碱铝硼硅酸盐、碱石灰或其他合适玻璃。在一个实施方式中，该玻璃选自铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃和碱石灰玻璃。适合于用作玻璃光导板的市售玻璃的实施例包括但不限于来自康宁公司的IrisTM和
Figure BDA0003103682900000061
玻璃。
在一个或多个实施方式中，玻璃基板包括(以摩尔％计)以下氧化物范围：50摩尔％-90摩尔％的SiO2、0摩尔％-20摩尔％的Al2O3、0摩尔％-20摩尔％的B2O3和0摩尔％-25摩尔％的RxO，其中x为2且R选自Li、Na、K、Rb、Cs和以上项的组合，或其中x为1且R选自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba和以上项的组合，并且其中玻璃基板包括选自Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O和MgO的0.5摩尔％-20摩尔％的一种氧化物。在一个或多个实施方式中，该玻璃基板包括以摩尔％的氧化物为基础的选自Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O和MgO的至少3.5摩尔％-20摩尔％、5摩尔％-20摩尔％、10摩尔％-20摩尔％的一种氧化物。
在一个或多个实施方式中，该玻璃基板包括铝硅酸盐玻璃，其包括选自Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O和MgO的至少一种氧化物，从而致使玻璃基板在暴露于本文中描述的老化条件后易于经受风化产物影响。在一个或多个实施方式中，该玻璃基板包括(以摩尔％计)以下氧化物范围：SiO2：从约65摩尔％至约85摩尔％；Al2O3：从约0摩尔％至约13摩尔％；B2O3：从约0摩尔％至约12摩尔％；Li2O：从约0摩尔％至约2摩尔％；Na2O：从约0摩尔％至约14摩尔％；K2O：从约0摩尔％至约12摩尔％；ZnO：从约0摩尔％至约4摩尔％；MgO：从约0摩尔％至约12摩尔％；CaO：从约0摩尔％至约5摩尔％；SrO：从约0摩尔％至约7摩尔％；BaO：从约0摩尔％至约5摩尔％；和SnO2：从约0.01摩尔％至约1摩尔％。
在一个或多个实施方式中，该玻璃基板包括(以摩尔％计)以下氧化物范围：SiO2：从约70摩尔％至约85摩尔％；Al2O3：从约0摩尔％至约5摩尔％；B2O3：从约0摩尔％至约5摩尔％；Li2O：从约0摩尔％至约2摩尔％；Na2O：从约0摩尔％至约10摩尔％；K2O：从约0摩尔％至约12摩尔％；ZnO：从约0摩尔％至约4摩尔％；MgO：从约3摩尔％至约12摩尔％；CaO：从约0摩尔％至约5摩尔％；SrO：从约0摩尔％至约3摩尔％；BaO：从约0摩尔％至约3摩尔％；和SnO2：从约0.01摩尔％至约0.5摩尔％。
在一个或多个实施方式中，该玻璃基板包括(以摩尔％计)以下氧化物范围：SiO2：从约72摩尔％至约82摩尔％；Al2O3：从约0摩尔％至约4.8摩尔％；B2O3：从约0摩尔％至约2.8摩尔％；Li2O：从约0摩尔％至约2摩尔％；Na2O：从约0摩尔％至约9.3摩尔％；K2O：从约0摩尔％至约10.6摩尔％；ZnO：从约0摩尔％至约2.9摩尔％；MgO：从约3.1摩尔％至约10.6摩尔％；CaO：从约0摩尔％至约4.8摩尔％；SrO：从约0摩尔％至约1.6摩尔％；BaO：从约0摩尔％至约3摩尔％；和SnO2：从约0.01摩尔％至约0.15摩尔％。
在一个或多个实施方式中，该玻璃基板包括(以摩尔％计)以下氧化物范围：SiO2：从约80摩尔％至约85摩尔％；Al2O3：从约0摩尔％至约0.5摩尔％；B2O3：从约0摩尔％至约0.5摩尔％；Li2O：从约0摩尔％至约2摩尔％；Na2O：从约0摩尔％至约0.5摩尔％；K2O：从约8摩尔％至约11摩尔％；ZnO：从约0.01摩尔％至约4摩尔％；MgO：从约6摩尔％至约10摩尔％；CaO：从约0摩尔％至约4.8摩尔％；SrO：从约0摩尔％至约0.5摩尔％；BaO：从约0摩尔％至约0.5摩尔％；和SnO2：从约0.01摩尔％至约0.11摩尔％。
在一个或多个实施方式中，该玻璃基板包括(以摩尔％计)以下氧化物范围：SiO2：从约65.8摩尔％至约78.2摩尔％；Al2O3：从约2.9摩尔％至约12.1摩尔％；B2O3：从约0摩尔％至约11.2摩尔％；Li2O：从约0摩尔％至约2摩尔％；Na2O：从约3.5摩尔％至约13.3摩尔％；K2O：从约0摩尔％至约4.8摩尔％；ZnO：从约0摩尔％至约3摩尔％；MgO：从约0摩尔％至约8.7摩尔％；CaO：从约0摩尔％至约4.2摩尔％；SrO：从约0摩尔％至约6.2摩尔％；BaO：从约0摩尔％至约4.3摩尔％；和SnO2：从约0.07摩尔％至约0.11摩尔％。
在一个或多个实施方式中，该玻璃基板包括(以摩尔％计)以下氧化物范围：SiO2：从约66摩尔％至约78摩尔％；Al2O3：从约4摩尔％至约11摩尔％；B2O3：从约40摩尔％至约11摩尔％；Li2O：从约0摩尔％至约2摩尔％；Na2O：从约4摩尔％至约12摩尔％；K2O：从约0摩尔％至约2摩尔％；ZnO：从约0摩尔％至约2摩尔％；MgO：从约0摩尔％至约5摩尔％；CaO：从约0摩尔％至约2摩尔％；SrO：从约0摩尔％至约5摩尔％；BaO：从约0摩尔％至约2摩尔％；和SnO2：从约0.07摩尔％至约0.11摩尔％。
在一个或多个实施方式中，包括本文中提供的组成的该玻璃基板具有小于0.008或小于0.005的色移。在一个或多个实施方式中，本文中提供的组成特性在RxO/Al2O3在从0.95至3.23的范围中，其中x＝2且R为Li、Na、K、Rb和Cs中的任何一者或多者。在一个或多个实施方式中，R为Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任一者，x＝1且RxO/Al2O3在从0.95至3.23的范围中。在一个或多个实施方式中，R为Li、Na、K、Rb和Cs中的任何一者或多者，x＝2且RxO/Al2O3在从1.18至5.68的范围中。在一个或多个实施方式中，R为Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任何一者或多者，x＝1且RxO/Al2O3在从1.18至5.68的范围中。用于根据一个或多个实施方式的玻璃基板的合适具体组成描述于国际公布第WO2017/070066号中。
在一个或多个实施方式中，玻璃基板含有一些碱成分，例如，玻璃基板并非无碱玻璃。如本文中使用，“无碱玻璃”为具有小于或等于0.1摩尔百分比的总碱浓度的玻璃，其中总碱浓度为Na2O、K2O与Li2O浓度的总和。在一些实施方式中，玻璃包括在约0摩尔％至约3.0摩尔％的范围中、在约0摩尔％至约2.0摩尔％的范围中或在约0摩尔％至约1.0摩尔％的范围中和其间的所有子范围中的Li2O。在其他实施方式中，玻璃实质上无Li2O。在其他实施方式中，玻璃包括在约0摩尔％至约10摩尔％的范围中、在约0摩尔％至约9.28摩尔％的范围中、在约0摩尔％至约5摩尔％的范围中、在约0摩尔％至约3摩尔％的范围中或在约0摩尔％至约0.5摩尔％的范围中和其间的所有子范围中的Na2O。在其他实施方式中，玻璃实质上无Na2O。在一些实施方式中，玻璃包括在约0摩尔％至约12.0摩尔％的范围中、在约8摩尔％至约11摩尔％的范围中、在约0.58摩尔％至约10.58摩尔％的范围中和其间的所有子范围中的K2O。
该玻璃基板可具有适当的任何所要的大小和/或形状，以产生所要的光分布。该玻璃基板可包括与发射光的表面相对的第二主表面。在某些实施方式中，主表面可为平坦的或实质上平坦，例如，实质上平。在各种实施方式中，第一与第二主表面可平行或实质上平行。该玻璃基板可包括四个边缘，或可包括多于四个边缘，例如，多边式多边形。在其他实施方式中，该玻璃基板可包括少于四个边缘，例如，三角形。通过非限制性实施例，光导板可包括具有四个边缘的矩形、正方形或菱形薄片，但可使用其他形状和构造。
在本公开内容的一个或多个实施方式中，玻璃基板(诸如玻璃基板)可具有小于或等于约3mm的厚度，例如，范围从约0.1mm至约3mm、从约0.1mm至约2.5mm、从约0.3mm至约2mm、从约0.5mm至约1.5mm或从约0.7mm至约1mm，包括其间的所有范围和子范围。以下更详细地论述的热极化工艺对玻璃厚度不敏感，其限制条件为该玻璃基板足够厚以避免介电击穿。在某些实施方式中，该玻璃基板具有厚度，使得极化电压除以厚度大于约5×107V/m，或大于3×108V/m。
该玻璃基板可为高透射率玻璃，诸如，高透射率铝硅酸盐玻璃。在某些实施方式中，光导板展现在从400nm至700nm的波长范围内大于90％的与至少一个主表面垂直的透射率。例如，在从400nm至700nm的波长范围内，该光导板可具有与至少一个主表面垂直的大于约91％的透射率、与至少一个主表面垂直的大于约92％的透射率、与至少一个主表面垂直的大于约93％的透射率、与至少一个主表面垂直的大于约94％的透射率或与至少一个主表面垂直的大于约95％的透射率，包括其间的所有范围和子范围。
在某些实施方式中，玻璃基板的经构造以接收来自光源的光的边缘表面在传输中可在小于12.8度全宽半高值(full width half maximum；FWHM)的角度内散射光。如在此以引用的方式全部并入的美国公开申请第2015/0368146号中公开，在某些实施方式中，经构造以接收来自光源的光的边缘表面可通过研磨边缘而不抛光或通过本领域普通技术人员已知的用于处理LGP的其他方法来处理。
在一些实施方式中，该玻璃基板可经化学加强，例如，通过离子交换。在离子交换工艺期间，可将在玻璃的表面处或附近的玻璃内的离子与例如来自盐浴的较大金属离子交换。较大离子至玻璃内的并入可通过在近表面区域中形成压缩应力来强化玻璃。在玻璃的中央区域内诱发对应的拉伸应力以平衡压缩应力。
根据各种实施方式，在形成了碱耗尽的表面层后，玻璃基板的主表面可具备在表面层上应用的光提取特征(light extraction feature；LEF)或双凸透镜中的一者或多者。例如，多个光提取特征可按任一给定图案或设计存在于基板的表面上或中，该图案或设计可例如为随机的或经布置、重复或不重复、均匀或不均匀。在其他实施方式中，光提取特征可位于玻璃基板的基质内，邻近表面，或在表面下方。例如，光提取特征可跨表面分布，例如，作为组成变粗糙的或凸起的表面的纹理特征，或可在基板或其部分内和贯穿基板或其部分分布，例如，作为激光损坏的特征。
可处理该LGP以根据本领域中已知的任何方法来形成光提取特征，例如，在共同待决且共同拥有的国际专利申请公布第WO2014058748号和第WO2015095288号中公开的方法，每一公布以引用的方式全文并入本文。
本公开内容的实施方式提供一种处理玻璃基板的方法，该玻璃基板例如经构造用于在显示设备中使用的玻璃基板，以及在一些实施方式中，经构造以用作光导板的玻璃基板。在某些实施方式中，该碱耗尽的表面层通过热极化形成。
在热极化处理前，玻璃基板的表面(和因此表面层)可经清洁或处理以移除可在形成、储存和船运后累积的典型污染。替代地，紧接在形成后，该玻璃基板经受处理以消除污染的累积。
在一个或多个实施方式中，在热极化中使用的电极包括与玻璃基板的阳极表面接触的阳极，和与玻璃基板的阴极表面接触的阴极。在某些实施方式中，该阳极表面经受正DC偏置，而阴极表面经受负DC偏置。
在一个或多个实施方式中，电极材料实质上比在极化温度下的玻璃有传导性以提供在改性的表面区上的场均匀性。还需要阳极电极材料相对抗氧化以使可引起玻璃粘至模板的界面氧化化合物的形成最少化。示例性阳极电极材料包括但不限于贵金属(例如，Au、Pt、Pd等)或抗氧化传导性膜(例如，TiN、TiAlN、石墨涂层)。
根据一些实施方式的阴极电极材料是传导性的，以同样地提供在改性的区上的场均匀性。用于阴极电极材料的示例性材料包括可接受来自玻璃的碱离子的材料，诸如，石墨薄片(例如，可购从Graftech公司的
Figure BDA0003103682900000111
)。在一些实施方式中，由于表面放电，可并非总是必须使实体阴极电极接触。
在一个或多个实施方式中，电极是使得与玻璃接触的单独部件，并且因此可在处理后不经复杂移除步骤就能分离。电极可通常包括块状材料，或呈薄膜的形式，例如，沉积于玻璃上以充当电极的传导性薄膜。
在一些实施方式中，电极覆盖表面的所有或仅部分，并且可按需要为间歇性的或经图案化。图案化可通过多种方法中的任一者来达成，诸如，微影技术、机械加工或其他。
玻璃和电极的曲率和/或平度应理想地匹配以提供在受影响的区上的界面处的合理密切接触。然而，即使初始接触不密切，当施加电压时，在界面处的静电荷仍将用于将两个表面拉动至密切接触。
在某些实施方式中，热极化包括将电压施加至玻璃基板，使得阳极相对于玻璃基板经正偏置以诱发在玻璃基板的阳极表面处的碱耗尽。电压可为DC电压或DC偏置的AC电压。在施加电压前，方法可包括在将电压施加至玻璃基板前使玻璃基板和电极(即，包括阳极/玻璃/阴极的堆叠)至低于Tg的一温度。在一些实施方式中，可使玻璃基板和电极至在从约25℃高达约Tg或从约100℃至约300℃的范围中的工艺温度。在一些实施方式中，在热极化期间在所要的工艺温度下的平衡确保跨玻璃基板的经极化表面的温度均匀。
在一个或多个实施方式中，热极化处理包括将在从约100伏至约10,000伏(例如，从约100伏至约1000伏)的范围中的电压施加至玻璃基板达在从约1分钟至约6小时(例如，从约5分钟至约60分钟、从约15分钟至约30分钟)的范围中的一持续时间。应注意，取决于玻璃组成，热极化处理时间和电压可变化。在一些实施方式中，玻璃基板经受在真空下、在惰性气体环境(例如，干燥N2)或可渗透气体环境(例如，He)中的热极化。
可在一个或多个离散步骤中施加电压以达成最大所要的值，或按受控制/电流受限方式斜变(或增大)至工艺电压。按一方式施加电压以防止伴有过多电流穿过玻璃(诸如，低电阻率玻璃)的热介电击穿，从而允许较高最终极化电压和较厚表面层。替代地，因为击穿强度随玻璃组成、表面条件和环境温度而变化，所以还可在一些条件下容许用于施加电压的“瞬时接通”策略，并且为了方便，这可能是所期望的。
在热极化处理后，将玻璃基板冷却至在从约25℃至约80℃的一范围中的温度，用于后续处置。在冷却前或在冷却后，可移除电压。
在一个或多个实施方式中，适合于执行极化处理的设备可包括可以受控制方式同时维持至玻璃/电极堆叠的热量和电压同时避免诸如泄漏电流路径或起弧的实际问题的任一系统。在一个或多个实施方式中，该设备还提供工艺气氛的控制(例如，在真空下，在诸如干燥N2的惰性气体环境或可渗透气体环境中)，这可使气氛效应最小化和/或使在界面处的受阻气体最少化。
包括这些光导的各种装置还在本文中公开，诸如，显示器、照明和电子装置，例如，电视机、计算机、电话、平板计算机和其他显示面板、发光体、固态照明、广告牌和其他架构组件(仅举几个例子)。
现将参看附图论述本公开内容的各种实施方式，附图示出微结构阵列和光导板的示例性实施方式。以下大体描述意图提供所要求保护的装置的综述，并且参考非限制性描绘的实施方式贯穿本公开内容更具体地论述各种方面，在本公开内容的上下文内，这些实施方式可相互交换。
示例性LCD显示设备10展示于图1中，其包括从第一基板14和第二基板16形成的LCD显示面板12，基板由定位于第一与第二基板的周边边缘部分之间和周围的粘合剂材料18接合。第一基板14和第二基板16和粘合剂材料18在其间形成含有液晶材料之间隙20。间隔片(未示出)还可用于间隙内的各种位置处以维持间隙的一致间距。第一基板14可包括滤色器材料。因此，第一基板14可被称作滤色器基板。另一方面，第二基板16包括薄膜晶体管(thin film transistor；TFT)用于控制液晶材料的偏光状态，并且可被称作背平面。LCD面板12可进一步包括定位于其表面上的一个或多个偏光滤光器22。
LCD显示设备10进一步包括BLU 24，其经布置以从后方(即，从LCD面板的背平面侧)照射LCD面板12。在一些实施方式中，BLU可与LCD面板间隔开，但在另外实施方式中，BLU可与LCD面板接触或耦接至LCD面板(诸如，通过透明粘着剂)。BLU 24包括玻璃光导板(light guide plate；LGP)26，其形成有玻璃基板28，作为光导，玻璃基板28包括第一主表面30、第二主表面32和在第一主表面与第二主表面之间延伸的多个边缘表面。在实施方式中，玻璃基板28可为平行四边形，例如，正方形或矩形，其包括如在图2中所展示在限定玻璃基板28的X-Y平面(如由X-Y-Z坐标展示)的第一主表面与第二主表面之间延伸的四个边缘表面34a、34b、34c和34d。例如，边缘表面34a可为相对边缘表面34c，并且边缘表面34b可与边缘表面34d相对地定位。边缘表面34a可与对置边缘表面34c平行，并且边缘表面34b可与对置边缘表面34d平行。边缘表面34a和34c可与边缘表面34b和34d正交。边缘表面34a-34d可为平坦的，并且正交于或实质上正交于(例如，90+/-1度，例如，90+/-0.1度)主表面30、32，但在另外实施方式中，边缘表面可包括斜面，例如，正交于或实质上正交于主表面30、32且由两个邻近有角度的表面部分接合至第一和第二主表面的平坦中心部分。
第一主表面30和/或第二主表面32可包括在从约0.1纳米(nm)至约0.6nm的范围中的平均粗糙度(Ra)，例如，小于约0.6nm、小于约0.5nm、小于约0.4nm、小于约0.3nm、小于约0.2nm或小于约0.1nm。边缘表面的平均粗糙度(Ra)可等于或小于约0.05微米(μm)，例如，在从约0.005微米至约0.05微米的范围中。
可达成前述等级的主表面粗糙度，例如，通过使用熔融拉制工艺或浮动玻璃工艺，接着为抛光。可测量表面粗糙度，例如，通过原子力显微术、用商业系统(诸如，由Zygo制造的系统)的白光干涉度量法，或通过用商业系统(诸如，由Keyence提供的系统)的激光共焦显微术。可通过制备一系列相同样本(惟表面粗糙度除外)且接着测量各者的内部透射率来测量从表面的散射。样本之间的内部透射率的差可因由变粗糙的表面诱发的散射损失。边缘粗糙度可通过研磨和/或抛光来达成。
玻璃基板28进一步包括在与第一主表面30和第二主表面32正交的方向上的最大玻璃基板厚度t。在一些实施方式中，玻璃基板厚度t可等于或小于约3mm，例如，等于或小于约2mm，或等于或小于约1mm，但在另外实施方式中，玻璃基板厚度t可在从约0.1mm至约3mm的范围中，例如，在从约0.1mm至约2.5mm的范围中、在从约0.3mm至约2.1mm的范围中、在从约0.5mm至约2.1mm的范围中、在从约0.6mm至约2.1mm的范围中或在从约0.6mm至约1.1mm的范围中，包括其间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，玻璃基板的厚度可在从约0.1mm至约3.0mm的范围中(例如，从约0.3mm至约3mm、从约0.4mm至约3mm、从约0.5mm至约3mm、从约0.55mm至约3mm、从约0.7mm至约3mm、从约1mm至约3mm、从约0.1mm至约2mm、从约0.1mm至约1.5mm、从约0.1mm至约1mm、从约0.1mm至约0.7mm、从约0.1mm至约0.55mm、从约0.1mm至约0.5mm、从约0.1mm至约0.4mm、从约0.3mm至约0.7mm或从约0.3mm至约0.55mm)。
根据本文中描述的实施方式，BLU 24进一步包括沿着玻璃基板28的至少一个边缘表面(光射入边缘表面)布置的发光二极管(light emitting diode；LED)36阵列，该边缘表面例如边缘表面34。应注意，尽管在图1中描绘的实施方式展示通过光射入的单一边缘表面34a，但所要求保护的主题不应受如此限制，因为示例性玻璃基板28的边缘中的任一者或若干者可通过光射入。例如，在一些实施方式中，边缘表面34a和其对置边缘表面34c都可通过光射入。并非边缘表面34a和/或其对置边缘表面34c，或除了边缘表面34a和/或其对置边缘表面34c外，附加实施方式可在边缘表面34b和其对置边缘表面34d处射入光。光射入表面可经构造以在传输中在小于12.8度全宽半高值(full width half maximum；FWHM)的角度内散射光。
在一些实施方式中，LED 36可位于距光射入边缘表面(例如，边缘表面34a)小于约0.5mm的一距离δ。根据一个或多个实施方式，LED 36可包括小于或等于玻璃基板28的厚度t的一厚度或高度以提供至玻璃基板中的高效光耦合。
由LED阵列发射的光经由该至少一个边缘表面34a射入，并且通过全内反射导引穿过玻璃基板，并且经提取以照射LCD面板12，例如，通过在玻璃基板28的一个或两个主表面30、32上的提取特征。这些提取特征破坏全内反射，并且使在玻璃基板28内传播的光经由主表面30、32中的一者或两者引导出玻璃基板。因此，BLU 24可进一步包括定位于玻璃基板28后、与LCD面板12相对的反射器板38，以使从玻璃基板的背侧(例如，主表面32)提取的光改向至向前方向(朝向LCD面板12)。合适的光提取特征可包括在玻璃基板上的变粗糙的表面，该表面通过直接使玻璃基板的表面变粗糙或通过用合适涂层(例如，扩散膜)涂布薄片来产生。在一些实施方式中的光提取特征可例如通过用诸如UV可固化油墨的合适油墨印刷反射性离散区域(例如，白点)且干燥和/或固化油墨来获得。在一些实施方式中，可使用前述提取特征的组合，或可使用如本领域中已知的其他提取特征。
BLU可进一步包括沉积于玻璃基板的主表面上的一个或多个膜或涂层(未示出)，例如，量子点膜、扩散膜和反射性偏光膜或以上项的组合。
可通过接通沿着玻璃基板28的至少一个边缘表面34a照射第一区域的选定LED36，同时关断照射邻近区域的其他LED 36，实现局部变暗，例如，一维(1D)变暗。相反地，可通过关断照射第一区域的选定LED，同时接通照射邻近区域的LED，实现1D局部变暗。
图2展示示例性LGP 26的一部分，其包括沿着玻璃基板28的边缘表面34a布置的LED的第一子阵列40a、沿着玻璃基板28的边缘表面34a布置的LED的第二子阵列40b和沿着玻璃基板28的边缘表面34a布置的LED 36的第三子阵列40c。由三个子阵列照射的玻璃基板的三个截然不同区域经标注为A、B和C，其中A区域为中间区域，并且B和C区域邻近A区域。区域A、B和C分别由LED子阵列40a、40b和40c照射。通过在“开”状态中的子阵列40a中的LED和在“关”状态中的其他子阵列(例如，子阵列40b和40c)中的所有其他LED，可将局部变暗指数LDI定义为1-(B、C区域的平均发亮度)/(A区域的发亮度)。判定LDI的更充分解释可发现于例如“用于边缘形LED背光单元的局部变暗设计和优化(Local Dimming Design andOptimization for Edge-Type LED Backlight Unit)”中：Jung等人，SID 2011摘要，2011，第1430-1432页，其内容以引用的方式全文并入本文。
应注意，在任何一个阵列或子阵列内的LED的数目，或甚至子阵列的数目，至少为显示设备的大小的函数，并且在图2中描绘的LED的数目仅为了说明且并不意图为限制性。因此，每一子阵列可包括单一LED，或多于一个LED，或可按必要的数目提供多个子阵列以照射特定LCD面板，诸如，三个子阵列、四个子阵列、五个子阵列等等。例如，典型1D能够局部变暗的55”(139.7cm)LCD TV可具有8至12个区带。区带宽度典型地在从约100mm至约150mm的范围中，但在一些实施方式中，该区带宽度可更小。区带长度约与玻璃基板28的长度相同。
现参看图3，展示光导板26，其包括可光学耦合至玻璃基板28的边缘表面29(例如，邻近该边缘表面29定位)的至少一个光源40。如本文中所使用，术语“光学耦合”意图表示光源定位于LGP的边缘处以便将光引入至LGP内。可甚至将光源光学耦合至LGP，即使其不与LGP实体接触。附加光源(未示出)还可光学耦合至LGP的其他边缘表面，诸如，邻近边缘表面或与边缘表面对置。
由于全内反射(total internal reflection；TIR)，从光源40射入至LGP内的光可沿着LGP的长度L传播，如由箭头161指示，直至其按小于临界角的入射角撞击界面。TIR为在包括第一折射率的第一材料(例如，玻璃、塑料等)中传播的光可在与包括低于第一折射率的第二折射率的第二材料(例如，空气等)的界面处全部反射的现象。可使用斯涅尔定律(Snell’s law)来解释TIR：
(1)n1sin(θi)＝n2sin(θr)，
其描述在不同折射率的两种材料之间的界面处的光的折射。根据斯涅尔定律，n1为第一材料的折射率，n2为第二材料的折射率，θi为在界面处相对于界面的法线的光入射的角度(入射角)，并且θr为经折射光相对于法线的折射角。当折射角(θr)为90°时，例如，sin(θr)＝1，则可将斯涅尔定律表达为：
(2)
Figure BDA0003103682900000161
在这些条件下的入射角度θi还可被称作临界角θc。具有大于临界角的入射角(θi>θc)的光将在第一材料内全内反射，而具有等于或小于临界角的入射角(θi≤θc)的光将主要由第一材料透射。
在空气(n1＝1)与玻璃(n2＝1.5)之间的示例性界面的情况下，可将临界角度(θc)计算为41°。因此，如果在玻璃中传播的光以大于41°的入射角撞击空气-玻璃界面，则所有入射光将按等于入射角的角度从界面反射。如果反射的光遇到包括与第一界面相同的折射率关系的第二界面，则入射于第二界面上的光将再次按等于入射角的反射角反射。
在一些实施方式中，聚合平台72可安置于玻璃基板28的主表面上，诸如，光发射表面190，其与第二主表面195相对。微结构70的阵列可连同安置于LGP的表面190和195上的其他光学膜(例如，反射器膜和一个或多个漫射体膜，未示出)一起在向前方向(例如，朝向使用者)上引导光的透射，如由虚线箭头162指示。在一些实施方式中，光源40可为朗伯(Lambertian)光源，诸如，发光二极管(light emitting diode；LED)。来自LED的光可快速散布于LGP内，这可使实行局部变暗(例如，通过关断一个或多个LED)有挑战性。然而，通过在LGP的表面上提供在光传播的方向上(如由图3中的箭头161指示)细长的一个或多个微结构，限制光的散布使得每一LED源仅有效地照射LGP的窄条带可为可能的。照射的条带可例如从LED处的原点延伸至对置边缘上的类似端点。因而，使用各种微结构构造，以相对高效方式实行LGP的至少一部分的一维(1D)局部变暗可为可能的。
实施例
将通过以下非限制性实施例进一步澄清各种实施方式。
图4描绘在此实施例中用于玻璃基板110的热极化的阳极/玻璃基板/阴极堆叠或组件100。此实施例中的玻璃基板具有如在此以引用的方式全部并入的WO2017/070066中大体公开的组成。
如在图4中展示，与不锈钢量块130接触的不锈钢金属电极120充当阳极，并且接触玻璃基板110的主表面112以提供玻璃基板110的阳极表面140。量块130具有平度和表面区，以用于与阳极表面140的密切接触。坐落于不锈钢基底板160上的一块石墨150
Figure BDA0003103682900000171
充当阴极，并且接触玻璃基板的对置侧以形成玻璃基板的阴极表面170。量块130沿着阳极表面140接触玻璃基板110的表面区限定经极化区域142，而未与量块接触的玻璃基板的表面部分限定充当此实施例中的相同样本对照的未极化区域180。沿着此阳极表面140形成碱耗尽的表面层，但不在未极化区域180中。组件100经适当有线连接以保持在炉内部的电压。
在松散堆叠后，形成干燥氮气氛且将组件(100)加热至250℃。在此温度下平衡达15分钟后，将+600V施加至量块130，其中电流限于1mA最大值。观察到初始电流增大，接着为随着形成碱耗尽的表面层144的慢衰变。在约15分钟的周期内施加电压，其后，关闭加热器且允许样本冷却一整夜。关断电压，使腔室通风，并且手动将堆叠分开。
手动且容易地将玻璃基板110与量块分开。视觉检查经极化玻璃区域，并且发现其为清洁的且无显著缺陷。在经极化区域中，光学反射比的轻微改变可视觉辨别，可将此看作存在在数百nm的范围中的低折射率碱耗尽的表面层的直接证据(即，通过存在表面层来形成轻微抗反射效应)。将经极化玻璃样本置于潮湿腔室中，并且在85℃且85％RH下处理达21天。这些被视为用于风化的极端侵蚀性条件。过去的实验已确认，当在该实施例中使用的组成的未处理玻璃基板在光导板中使用且在类似高温/高湿条件下老化时，出现照度的增大。包括碱耗尽的表面层144的图4中展示的玻璃基板110可用作在图1至图3中展示的光导板，并且用作图1中展示的显示设备的部分。与不包括根据本文中描述的一个或多个实施方式的碱耗尽的表面层的玻璃基板相比，包括碱耗尽的表面层的玻璃基板展现减少的风化。
图5描绘在潮湿老化后在阳极侧表面的不同区域中的玻璃基板的代表性光学显微镜图像。如在此图像中展示，未极化区域(图5的左侧)实质上经腐蚀，展示按各种形式散在表面上的相对大的风化产物，并且已知此会导致非期望的光提取。同时，经极化区域(图5的右侧)无风化产物的任何可辨别证据，甚至在此显微尺度下。图像展示在对样本的相同放大率下的不同代表性点。本领域技术人员认识到，当在显微镜中的较高放大率下检验时，“风化”产物常不均质地分布，但当在宏观条件下观察时，整体表现出或多或少的不均匀雾度。在显微镜图像中存在在玻璃表面上观察到的轻微可见“纹理”，并且这仅为量块电极的表面纹理轻微压印至玻璃表面上的效应，如本领域中描述。简而言之，当离子迁移且碱耗尽的表面层形成时，存在导致在玻璃表面中的阳极电极的拓扑/纹理的浅、减除压印的体积的小的减小。经极化表面实际上无风化腐蚀的任何证据。
根据一个或多个实施方式，碱耗尽的表面层经耗尽所有或实质上所有碱(例如，Na+)和碱土(例如，Mg+)至数百纳米的深度。这留下仅含有或实质上仅含有网络形成体(SiO2和Al2O3，加少量Sn)的表面层。对于在此实施例中使用的玻璃基板，碱耗尽的表面层的组成经估计为约93.8％SiO2和6.3％Al2O3，如基于来自组成的碱氧化物和碱土氧化物元素的减少而估计。由于碱扩散，特别在高温和/或高湿环境中，预期此碱耗尽的表面层对另外在未处理的玻璃基板中发生的腐蚀效应更有抵抗性。

Claims (20)

1.一种光导板，包括：
玻璃基板，所述玻璃基板包括边缘表面以及限定厚度的至少两个主表面，并且边缘表面经构造以接收来自光源的光，并且所述玻璃基板经构造以分布来自所述光源的所述光；其中所述玻璃基板包括：
含碱块体；和
碱耗尽的表面层，所述碱耗尽的表面层包括约0.5原子％的碱或更少。
2.如权利要求1所述的光导板，其中所述碱耗尽的表面层包括约0.5原子％的碱土或更少。
3.如权利要求1所述的光导板，其中所述碱耗尽的表面层包括大于约90摩尔％的SiO2和至少约5摩尔％的Al2O3。
4.如权利要求1所述的光导板，其中所述光导板展现在从400nm至700nm的波长范围内大于90％的与所述碱耗尽的表面层垂直的透射率。
5.如权利要求1所述的光导板，进一步包括在所述碱耗尽的表面层上的光提取特征(LEF)和双凸透镜中的一者或多者。
6.如权利要求1所述的光导板，其中与不包括碱耗尽的表面层的光导板相比，所述碱耗尽的表面层减少在60℃和90％相对湿度下老化达960小时后的风化产物的形成。
7.如权利要求2所述的光导板，其中所述含碱块体包括，以摩尔％的氧化物为基础：
50摩尔％-90摩尔％的SiO2，
0摩尔％-20摩尔％的Al2O3，
0摩尔％-20摩尔％的B2O3，和
0摩尔％-25摩尔％的RxO，
其中x为2且R选自Li、Na、K、Rb、Cs和其组合，或其中x为1且R选自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba和以上项的组合，并且其中所述含碱块体包括至少0.5摩尔％的选自Li2O、Na2O、K2O和MgO的一种氧化物。
8.如权利要求7所述的光导板，其中所述含碱块体包括至少3.5摩尔％的选自Li2O、Na2O、K2O和MgO的一种氧化物。
9.如权利要求2所述的光导板，其中所述含碱块体包括，以摩尔％的氧化物为基础：
从约65.8摩尔％至约78.2摩尔％的SiO2；
从约2.9摩尔％至约12.1摩尔％的Al2O3；
从约0摩尔％至约11.2摩尔％的B2O3；
从约0摩尔％至约2摩尔％的Li2O；
从约3.5摩尔％至约13.3摩尔％的Na2O；
从约0摩尔％至约4.8摩尔％的K2O；
从约0摩尔％至约3摩尔％的ZnO；
从约0摩尔％至约8.7摩尔％的MgO；
从约0摩尔％至约4.2摩尔％的CaO％；
从约0摩尔％至约6.2摩尔％的SrO；
从约0摩尔％至约4.3摩尔％的BaO；和
从约0.07摩尔％至约0.11摩尔％的SnO2。
10.如权利要求9所述的光导板，其中所述含碱块体包括选自Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O的碱金属氧化物。
11.如权利要求10所述的光导板，其中所述含碱块体包括至少3.5摩尔％的选自Li2O、Na2O、K2O和MgO的一种氧化物。
12.一种显示器产品，包括：
光源；
反射器；和
如权利要求1所述的光导板。
13.如权利要求12所述的显示器产品，其中所述光源为发光二极管(LED)，所述LED光学耦接至所述玻璃基板的所述边缘表面。
14.一种制造光导板的方法，所述方法包括：
提供玻璃基板，所述玻璃基板包括限定厚度的至少两个主表面和经构造以接收来自光源的光的边缘表面，并且所述玻璃基板经构造以分布来自所述光源的所述光；
使所述至少两个主表面中的至少一者与电极接触；和
使所述玻璃基板经受热极化，其中与尚未经受热极化的玻璃基板相比，减少了从在所述玻璃基板上的碱产物的形成引起的所述光导板中的亮度的基于风化的非均匀性。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述电极包括与所述玻璃基板的阳极表面接触的阳极和与所述玻璃基板的阴极表面接触的阴极，并且其中热极化包括：将电压施加至所述玻璃基板，使得所述阳极相对于所述玻璃基板正偏置以诱发在所述玻璃基板的所述阳极表面处的碱耗尽。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述电压包括DC电压或DC偏置的AC电压。
17.如权利要求15所述的方法，其中热极化包括：在将电压施加至所述玻璃基板前，使所述玻璃基板和所述电极至低于Tg的温度。
18.如权利要求14所述的方法，其中所述热极化包括：将在从约100伏至约10,000伏的范围中的电压施加至所述玻璃基板达在从约1分钟至约6小时的范围中的持续时间。
19.如权利要求14所述的方法，其中所述玻璃基板经受在真空下、在惰性气体环境或可渗透气体环境中的热极化。
20.如权利要求14所述的方法，其中热极化带来碱耗尽的表面层，所述碱耗尽的表面层包括约0.5原子％的碱或更少。
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